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凝灰岩的物理化学性质及其开发利用 Ξ 木士春 (中国科学院长沙大地构造研究所·长沙 410013) 摘 要 凝灰岩是一种可预见的新型非金属矿产资源 。本文首先研究和探讨了凝灰岩的一些重要的 物理化学特性 , 以作为凝灰岩开发应用的理论依据 , 然后报导了当前的一些开发应用实例 , 指出凝灰岩 可进一步开发应用的方向 。 关键词 凝灰岩 非金属矿物材料 物理化学特性 P HYSICAL A ND C HEM ICAL FEATURES OF TUFF A ND ITS D EVELOPM ENT A ND APPL ICATIO N Mu Shichun ( Changsha Instiute of Geotecto nics , Academia Sinica) Abstract : The t uff is a kind of p redictable and new2t ype no nmetallic minerals resource. So me important p hysical and chemical feat ures are st udied and discussed in t his paper , as t heoretical bases for develop ment and applicatio n of t uff . Af ter t hat , so me examples of t he develop ment and applicatio n of t he t uff are reported , o n t he basis of which , it s applied t rends are pointed out too . Key words : Tuff , No nmetallic mineral materials , Physical and chemical feat ures 凝灰岩是一种分布最广泛 、最常见的细粒火山 岩 。碎屑主要表现为岩屑 、晶屑 、玻屑和火山 其碎屑粒径一般小于 210 mm 。它是由火山爆 抛入空中的火山物质经长距离的搬运 , 散落于 , 再经压结和水化学胶结固结成岩 。目前 , 凝 的研究还比较薄弱 , 凝灰岩的开发应用在我国 引起重视 , 迄今还未形成产业 。丰富的凝灰岩 如能得到开发应用 , 它将成为一种新型和重要 金属矿产资源 , 不但在国民经济中发挥重要的 , 而且还大大有利于非金属矿产资源的可持续 与利用 。 国仅有零星分布 , 如湘北凝灰岩 , 产于第四系下更 新统 。我国凝灰岩以酸性凝灰岩最为典型 , 多以流 纹质和流纹英安质为主 , 属钙碱性系列火山岩 。 2 凝炭岩物相及化学成分特征 凝灰岩具有凝灰或沉凝灰等结构 。岩石主要由 晶屑 、玻屑 、岩屑 、角砾和火山灰 等 火 山 物 质 组 成 , 晶玻屑常具多种形态 , 如火焰状 、鸡骨状 、撕 裂状和弧面状等 。据计算〔1〕, 我国东南沿海 含 叶 蜡石凝灰岩建造的 C IPW 标准矿物含量 , 主要由石 英 ( Q) 、钾 长 石 (o r ) 和 钠 长 石 ( ab) 等 矿 物 组 成 , 其 含 量 ( %) 分 别 为 38155 、27139 、22163 , 三者之和一般大于 90 % , 另外还含有少量钙长石 , 平均 3156 % ; 其它矿物 , 尤其是铁镁矿物含量很 少 。此外 , 凝灰岩常不同程度地伴生有沸石 、蒙脱 石 、伊利石或高岭石 、埃洛石等蚀变矿物 。 由表 1 可知我国酸性凝灰岩化学成分主要为 地质简况 我国凝灰岩主要分布于中国东部 , 尤其是东南 地区的中生代火山岩带中 , 为环太平洋火山带 部分 , 主要产于上侏罗统南园组 、磨石山群 , 垩统帽石山群 ; 华北板块北缘中生代凝灰岩分 较为广泛 , 岩层主要产于上侏罗统后城组 、张 组和下白垩统义县组 ; 新生代酸性凝灰岩在我 SiO2 、Al2 O3 、K2 O 和 Na2 O 等 , 次要成分为 CaO 、 基金来源 : 湖南省 “95”科技发展计划项目 ( 湘计科研成果 1998 - 750 - 14) 资助 别 017 %和 019 % , 且 FeO 通常 Fe2 O3 , 二者 之和一般 3180 % ; 其它成分均很低 。由此可知酸 性凝灰岩化学成分具有高硅 、富铝 、丰碱和贫铁等 特征 , 属钙碱系列 、铝过饱和岩石 。 MgO 、SiO2 、FeO 和 Fe2 O3 等 。酸性凝灰岩 SiO